Palace tanpa diperkuat andalan mereka Wilfried Zaha lantaran cedera, tetapi Jean-Philippe Mateta sedikit membuat dampak pada start keduanya sejak bergabung dengan status pinjaman dari Mainz.
Umpan silang Jordan Ayew dari sisi kanan memungkinkan pemain Prancis itu mencetak gol pertamanya untuk Palace pada menit ke-28.
Tim tamu kemudian kembali membangun serangan, tetapi Neal Maupay, Adam Lallana dan Leandro Trossard semua menyia-nyiakan peluang.
Tuan rumah menyamakan kedudukan pada 10 menit memasuki babak kedua berkat gol pertama bek sayap kanan Joel Veltman.
Tendangan rendah Pascal Gross diblok bek Palace Tyrick Mitchell di dalam kotak penalti dan bola memantul kepada bek asal Belanda itu yang kemudian menyepak dengan kaki kirinya.
Palace bertahan dengan skor imbang itu hingga akhirnya muncul kesempatan emas saat waktu tambahan.
Umpan silang Andros Townsend disambut Benteke yang kemudian dengan tendangan voli-nya mengirim bola ke sudut jauh.
Dengan kemenangan ini Palace menjauh 10 poin dari zona degradasi, sementara Brighton hanya unggul empat poin dari Fulham yang sedang dalam performa terbaiknya.
Baca Juga: Jeremy Mathieu: Gabung Barcelona, Antoine Griezmann Salah Pilih Klub